CC BY
31
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
001: 10.24411/0044-3913-2019-10801 УДК 631.11:633.15
Приемы биологизации при возделывании кукурузы на светло-серых лесных почвах Нижегородской области
Н. А. ЗЕЛЕНСКИЙ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Г. М. ЗЕЛЕНСКАЯ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
А. А. АБРАМОВ, аспирант
Донской государственный аграрный университет, ул. Кривошлыкова, 24, пос. Персиановский, Октябрьский р-н, Ростовская обл., 346493, Российская Федерация
Исследования проводили на светлосерых лесных легкосуглинистых почвах Нижегородской области, содержание гумуса - низкое (1,5 %), подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) - высокое (251 мг/кг) и повышенное (180 мг/кг) соответственно при слабокислой реакции почвенного раствора (рН = 5,2). Цель работы - изучение влияния почвопокров-ной сидеральной культуры (двухлетнего донника желтого) на урожайность зерна кукурузы при различных технологиях обработки почвы. Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов: почвопокровная сидеральная культура (фактор А) - без почвопокровной культуры (контроль); донникжелтый с измельчением и разбрасыванием в III декаде апреля при отрастании до высоты стебля 10...12 см; донник желтый с измельчением и разбрасыванием во II декаде мая при вступлении растений в фазу начала ветвления стебля; обработка почвы (фактор В) - минимальная или поверхностная (mini-till), включающая дискование в два следа БДТ-3 на глубину 6.8 см, культивацию КПС-4 на 6.8 см, посев СУПН-8 на 6.8 см, прикатывание ЗККШ-6; нулевая или прямой посев (No-till), включающая опрыскивание гербицидом Торнадо 500 в норме 3,5 л/га, посев сеялкой Жерарди-117. Использование в качестве сидерата донника желтого обеспечило поступление в почву3,38.4,54 т/га сухой растительной биомассы, содержащей 67,2.89,9 кг азота, 15,0.20,5 кг фосфора, 34,6.46,1 кг калия. Благодаря формированию мощной корневой системы (16,7.18,0 см3 в расчете на 1 растение), которая после отмирания донника выполняет роль «био-
дренажа», улучшаются агрофизические свойства почвы, в частности возрастает ее влагоудерживающая способность. В сочетании с No-till использование донника желтого в качестве сидерата при скашивании в III декаде апреля повышало урожайность зерна кукурузы до 7,75 т/га, что было на 2,02 т/га (35,3 %) выше, чем в контроле без сидерата с поверхностной обработкой почвы.
Ключевые слова: почвопокров-ная культура, органическое вещество, прямой посев, биодрены, кукуруза на зерно.
Для цитирования: Зеленский Н. А., Зеленская Г. М., Абрамов А. А. Приемы биологизации при возделывании кукурузы на светло-серых лесных почвах Нижегородской области // Земледелие. 2019. № 8. С. 3-5. DOI: 10.24411/00443913-2019-10801.
Нижегородская область - динамично развивающийся регион Российской Федерации с высокоразвитым стабильным сельскохозяйственным производством и мощной промышленностью. Среди основных направлений развития растениеводческой отрасли сельского хозяйства области можно назвать выращивание зерновых культур, картофеля, овощей, масличных и кормовых культур. Несмотря на сбалансированное производство, во многих хозяйствах региона резко обострились проблемы с плодородием почвы, связанные с такими дегра-дационными процессами,как водная эрозия, интенсивная минерализация органического вещества, переуплотнение и подтопление.
Основные причины развивающихся негативных процессов - резкое (на порядок) снижение объемов применения минеральных и особенно органических удобрений и увеличение площадей с интенсивной отвальной основной обработкой серых лесных почв, что привело к ухудшению водного и воздушного режимов, снижению до критического уровня их водопроницаемости [1].
Низкий уровень применения органических удобрений во многих хозяйствах Нижегородской области обусловлен не столько дефицитом навоза, сколько экономическими причинами. К сожалению, из-за высоких затрат натранспортировку его чаще всего вносят только на близко расположенных от мест производства (на расстоянии не более 3 км) участках. На более удаленных полях низкий уровень применения удобрений обусловливает недостаточную компенсацию выноса элементов питания с урожаем сельскохозяйственных культур и усиление деградации почв [2].
В Волго-Вятском регионе, в который входит Нижегородская область, несмотря на значительное разнообразие природных ландшафтов, различающихся по рельефу и лесистости территории, практически повсеместно используют энергозатратную отвальную обработку почвы, которая предусматривает применение тяжелой техники [3]. В современных условиях это не оправдано ни с экономической, ни с агротехнической точки зрения. В мире и в России, в частности, все большее распространение получают минимальные и нулевые (прямой посев или N0-1111) технологии [4]. Они дают возможность не только рационально использовать, но и восстанавливать основные природные ресурсы - почвенную влагу и непосредственно почву.
Для обеспечения высокой эффективности технологий прямого посева недостаточно просто перестать обрабатывать почву. Важно еще разработать правильный плодосменный севооборот, рассчитать необходимые дозы удобрений и обеспечить надлежащий контроль сорняков, вредителей и болезней [5, 6, 7].
Технологии прямого посева предполагают широкое использование почвопокровных сидеральных культур как неотъемлемого компонента плодосмена. Большого внимания заслуживают многолетние бобовые ы травы. Одна из эффективных сиде- е ральных культур - донник желтый, л который не занимает отдельного Д поля севооборота, а развивается в л наиболее эрозионно-опасный пери- е од - от уборки предшественника до 2 посева следующей культуры севоо- 8 борота весной [8]. м
Цель работы - изучение влияния 1 двухлетнего донника желтого в ка- 9
1. Формирование биомассы донника на втором году жизни (среднее за 2014-2017 гг.)
О) о
N 00
ш
S ^
ф
и
ш ^
2
ш м
Корневая система Биологическая урожай-
Срок использования донника на сидерат среднего растения ность, т/га сухого вещества
диаметр зоны кущения, мм диаметр корня на глубине 0...40 см, мм объем корней в слое почвы 0.40 см, см3 над-земная масса масса корней в слое 0.40 см всего
III декада апреля 10,4 2,5 16,7 1,48 1,90 3,38
II декада мая 11,2 3,3 18,0 2,35 2,19 4,54
честве почвопокровнои сидеральнои культуры при различных технологиях обработки почвы на урожаИность зерна кукурузы в условиях Нижегородской области.
Исследования проводили на базе ООО «Агрофирма «Искра» Богородского района в 2014-2017 гг. По-чвенныи покров опытного участка представлен светло-серыми лесными почвами, легкосуглинистыми по гранулометрическому составу, характеризующимися низким содержанием гумуса (1,5 %), обеспеченность подвижным фосфором и калием (по Кирсанову) - соответственно 251 и 180 мг/кг, реакция почвенного раствора - слабокислая (рН 5,2).
Донник желтый высевали в бинарном посеве с яровым ячменем. После уборки ярового ячменя он продолжал вегетировать, а на втором году жизни его использовали в качестве сидерата.
Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов:
почвопокровная сидеральная культура (фактор А) - без почвопо-кровной культуры (контроль); донник желтый с измельчением и разбрасыванием в III декаде апреля при отрастании до высоты стебля 10... 12 см; донник желтый с измельчением и разбрасыванием во II декаде мая при вступлении растений в фазу начала ветвления стебля;
обработка почвы (фактор В) -минимальная или поверхностная (mini-till), включающая дискование в два следа БДТ-3 на глубину 6.8 см, культивацию КПС-4 на глубину 6.8 см, посев СУПН-8 на глубину 6.8 см, прикатывание ЗККШ-6; нулевая, или прямой посев (No-till), предусматривающая опрыскивание гербицидом Торнадо 500 в норме 3,5 л/га, посев сеялкой Жерарди-117.
Повторность опыта трехкратная, общая площадь делянки - 450 м2, учетная - 150 м2.
В результате исследований установлено, что двухлетний донник оказывает значительное влияние на обогащение почвы свежим органическим веществом в виде растительных и корневых остатков, которые служат энергетическим материалом для почвенной биоты (табл. 1). Кроме того, он улучшает ее агрофизические свойства. Корневая
Кукурузу на зерно в условиях Нижегородской области возделывают не очень давно, однако передовой опыт свидетельствует о том, что почвенно-климатические условия обеспечивают реализацию потенциальных возможностей этой зерновой культуры. Наиболее действенные факторы, обеспечивающие стабильную урожайность зерна кукурузы в система донника выполняет роль регионе - оптимальные питатель-биодренажа, благодаря которому ный, тепловой и водный режимы, разрушается «плужная подошва» в которые во многом зависят от тех-корнеобитаемом слое почвы. После нологии обработки почвы.
2. Содержание доступной влаги в почве перед посевом и полевая всхожесть семян кукурузы в зависимости от технологии возделывания
Почвопокровная культура (фактор А) Обработка почвы (фактор В) Запас влаги в слое почвы 0.40 см, мм Период посев-всходы, дни Полевая всхожесть семян
шт./м2 I %
Без покровной культу- mini-till 36,8 13 5,5 84,6
ры (контроль) no-till 46,1 14 5,3 81,5
Донник желтый mini-till 24,7 17 5,1 78,5
(III декада апреля) no-till 26,9 19 5,4 83,1
Донник желтый mini-till 21,6 16 4,8 73,8
(II декада мая) no-till 25,1 19 5,2 80,0
отмирания растений в почве остаются «ходы» от корней, сохраняющиеся при технологии прямого посева, по которым влага и воздух поступают в более глубокие слои почвы [9]. В среднем объем корней каждого растения донника на втором году жизни в слое 0.40 см превышал 17 см3. Максимальное в опыте формирование растительной массы отмечали в варианте с вегетацией до II декады мая - 4,54 т/га.
Результаты наших исследований не подтверждают утвердившееся мнение о том, что покровная культура донника желтого на сиде-рат сильно иссушает почву перед уборкой (табл. 2). Большая масса корней растений этой культуры, находящихся в слое 0.40 см (до 2 т/га сухого вещества), а также биодрены объемом более 3,5 тыс. см3/м2 сильно повышают влагоудерживающую способность почвы.
3. Динамика запасов доступной влаги в почве в посевах кукурузы в зависимости от технологии возделывания, мм
Почвопокровная культура (фактор А) Обработка почвы (фактор В) Выметывание Молочная спелость Полная спелость
0. 40 см 0. 100 см 0. 40 см 0. 100 см 0. 40 см 0. 100 см
Без покровной mini-till 24,9 88,1 16,4 61,6 11,6 49,2
культуры (контроль) no-till 27,6 93,9 18,9 78,5 15,3 58,4
Донник желтый mini-till 20,8 78,6 19,3 69,8 24,5 53,9
(III декада апреля) no-till 24,5 85,9 23,1 81,3 27,8 61,7
Донник желтый mini-till 19,1 68,7 15,7 64,1 21,3 52,0
(II декада мая) no-till 22,3 73,9 21,2 80,6 24,5 60,1
По содержанию азота, фосфора и калия в растительной массе донника различий между вариантами опыта не обнаружено. Однако в варианте с вегетацией растений до второй декады мая в почву поступило больше доступных элементов питания. Так, при скашивании донника в третьей декаде апреля в почву поступало 67,2 кг/га азота (N1), 15,0 фосфора (Р2О5), 34,6 кг/га калия (К2О), а в варианте с вегетацией растений до второй декады мая - соответственно 89,9, 20,5 и 46,1 кг/га.
При использовании донника желтого в качестве сидерата в сочетании с технологией прямого посева создаются благоприятные условия для повышения эффективного плодородия почвы и увеличения урожайности кукурузы.
В вариантах с использованием донника на сидерат запас доступной влаги в слое 0.40 см при технологии прямого посева был на 2,2.3,5 мм больше, чем при поверхностной обработке. Это обеспечило увеличение полевой всхожести семян кукурузы на 4,6.6,2 %.
Следует отметить, что в вариантах с технологией прямого посева всходы кукурузы появились на 6 дней позже, чем в контроле. Это объясняется тем, что почва в вариантах с донником в весенний период прогревается медленнее.Так, перед посевом кукурузы ее температура на глубине 6 см в контроле составляла 14 °С, а при выращивании покровной культуры с последующим использованием технологии прямого посева -на 2,3.2,7 оС ниже.
4. Урожайность кукурузы в зависимости от технологии возделывания (средняя за 2015-2017 гг.)
Почвопокровная культура Обработка почвы Урожай- Прибавка
(фактор А) (фактор В) ность, т/га т/га I %
Без покровной культуры (контроль) mini-till no-till 5,73 5,98 0,25 4,4
Донник желтый mini-till 6,43 0,70 12,2
(III декада апреля) no-till 7,75 2,02 35,3
Донник желтый mini-till 6,24 0,51 8,9
(II декада мая) no-till 6,87 1,14 19,9
НСР АВ 05 0,84
Biologization Methods in the Corn Cultivation on Light Grey Forest Soils of the Nizhny Novgorod Region
N. A. Zelensky, G. M. Zelenskaya, A. A. Abramov
Don State Agrarian University, ul. Krivoshlykova 24, pos. Persianovskii, Oktyabr'skii r-n, Rostovskaya obl., 346493, Russian Federation
Кукуруза по биологическим особенностям относится к засухоустойчивым теплолюбивым растениям, но при формировании оптимального водного режима почвы она способна полнее реализовывать свой высокий генетический потенциал. Применение различных технологий возделывания кукурузы позволило определить наличие значительных резервов сохранения и рационального использования влаги в период вегетации (табл. 3).
Использование в качестве сиде-ральной культуры донника в сочетании с технологией прямого посева обеспечивает более рациональное использование влаги в течение всего периода вегетации кукурузы. Например, запас доступной влаги в почве от посева до фазы выметывания в контроле был выше, чем в вариантах с донником на сидерат, как при минимальной обработке, так и при прямом посеве. Однако со второй половины вегетации величина этого показателя при использовании технологии прямого посева была выше, чем в контроле, в фазе молочной спелости зерна на 12,5...19,7 мм, полной - на 10,9.19,0 мм.
Лучшая влагообеспеченность растений кукурузы в период налива зерна обеспечила формирование высокой урожайности (табл. 4).
Применение технологии прямого посева во всех изучаемых вариантах опыта обеспечило повышение урожайности кукурузы. При этом следует отметить, что в контроле без покровной культуры прибавка составила 0,25 т/га, или 4,4 %, а в варианте с почвопокровной культурой в сочетании с технологией прямого посева урожайность кукурузы увеличивалась на 2,02 т/га, или на 35,3 %, по сравнению с контролем.
Таким образом, на светло-серых лесных почвах Нижегородской области при возделывании кукурузы на зерно целесообразно использовать в качестве органического удобрения донник желтый на сидерат в сочетании с технологией прямого посева. Это обеспечивает дополнительное поступление в почву 3,38.4,54 т/ га сухой растительной биомассы, в составе которой 67,2.89,9 кг азота, 15,0.20,5 кг фосфора и 34,6.46,1 кг
калия. Благодаря формированию мощной корневой системы (16,7. 18,0 см3 в расчете на 1 растение), которая после отмирания донника выполняет роль «биодренажа», улучшаются агрофизические свойства почвы, в частности повышается ее влагоудерживающая способность. В сочетании с технологией No-till использование донника желтого в качестве сидеральной почвопокров-ной культуры при скашивании в III декаде апреля обеспечивает увеличение урожайности зерна кукурузы до 7,75 т/га, что на 2,02 т/га (35,3 %) выше, чем в контроле без почвопо-кровной культуры при поверхностной системе обработки почвы.
Литература.
1. Пластунов А. А., Коробицын С. С., Шабалина Е. В. Влияние многолетних трав первого и второго года жизни на структурное состояние почвы // Земледелие. 2011. № 8. С. 16-18.
2. Агафонов Е. В., Горячев В. П. Применение бентонита на черноземе южном // Земледелие. 2011. № 8. С. 20-21.
3. Агрофизическое состояние дерново-подзолистых почв подзоны южной тайги / И. Я. Копысов, А. В. Тюлькин, А. В. Семенов // Земледелие. 2007. № 5. С. 9-10.
4. Шурыгин А. В. Научный и практический опыт No-till в мире // Поле деятельности. 2012. № 3. С. 50-53.
5. Перфильев Н.В., Вьюшина О.А., Тимофеев В.Н. Соотношение видов сорных растений под влиянием севооборота и систем основной обработки почвы в условиях Северного Зауралья // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 35-40.
6. Хасанова Г.Р., Сафин Х.М., Ямалов С.М. Оценка уровня засоренности агро-фитоценозов при системе нулевой обработки почв (No-till)// Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 11. С. 26-30.
7. Торопова Е.Ю., Селюк М.П., Поса-женников С.Н. Влияние культурных растений на сапротрофные микроорганизмы и супрессивность почвы // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 7. С. 17-20.
8. Плодородие почвы: настоящее и будущее нашего земледелия / Н. А. Зеленский, Г. М. Зеленская, Г. В. Мокриков и др. // Земледелие. 2018. № 5. С. 4-7.
9. Новиков М. Н., Фролова Л. Д. Многолетние травы как средообразующие культуры в Нечерноземье // Земледелие. 2010. № 7. С. 16-17.
Abstract. The studies were carried out on light grey forest loamy soils of the Nizhny Novgorod region, characterized by low humus content (1.5%), high and increased content of mobile phosphorus and exchange potassium (251 and 180 mg/kg, respectively) with a weak acid reaction of soil solution (pH = 5.2). The work aimed to study the influence of cover green manure culture (biennial yellow melilot) on the corn yield under different technologies of soil treatment. The experimental design investigated cover green manure culture (factor A) and soil treatment (factor B). Factor A included the following options: without cover crop (the control); yellow melilot, crushed and dispersed in the third decade of April when the stem height was 10-12 cm; yellow melilot, crushed and dispersed in the second decade of May when plants' stems began branching. Factor B included minimal or surface cultivation (mini-till) and zero cultivation or direct seeding (no-till). Mini-till consisted of double disking with BDT-3 at 6-8 cm, cultivation with KPS-4 at 6-8 cm, sowing with SUPN-8 at 6-8 cm, packing with ZKKSh-6. No-till consisted of spaying by Tornado 500 herbicide, 3.5 L/ha, sowing with Zherardi-117. The use of yellow melilot as green manure crop ensured the intake of 3.38-4.54 t/ha of dry plant biomass into the soil, containing 67.2-89.9 kg of nitrogen, 15.0-20.5 kg of phosphorus, 34.6-46.1 kg of potassium. Due to the formation of a powerful root system (16.7-18.0 cm3 per 1 plant), which after the melilot death acted as a bio-drainage, the agro-physical properties of the soil improved, in particular, its waterholding ability increased. In combination with no-till, the use of yellow melilot as a green manure culture, mowed in the third decade of April, increased the corn grain yield up to 7.75 t/ha, which was higher by 2.02 t/ha (35.3%) than in the control without green manure culture and with surface tillage.
Keywords: cover crop; organic matter; direct seeding; bio-drainage; corn for grain. w
Author Details: N. A. Zelensky, ®
D. Sc. (Agr.), prof.; G. M. Zelenskaya, |
D. Sc. (Agr.), prof.; A. A. Abramov, post o
graduate student. ^
For citation: Zelensky N. A., Zelenskaya u
G. M., Abramov A. A. Biologization Methods m
in the Corn Cultivation on Light Grey Forest Z
Soils of the Nizhny Novgorod Region. Zem- 8
ledelie. 2019. No. 8. Pp. 3-5 (in Russ.). DOI: 2
10.24411/0044-3913-2019-10801. °
■ 9
